具有自动量程选择功能的直流电压表。方案、说明

带自动量程选择功能的直流电压表。无线电电子电气工程百科全书

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开发该设备时，设定的任务是使数字直流电压表尽可能简单，并自动选择限值，提供高达 999 V 的电压测量并消耗小电流。所开发装置的方案如图1所示。 1、其基础是DDXNUMX单片机，按照程序工作，其代码如表所示。

带自动量程选择的直流电压表
图。 1

测量的电压通过电阻分压器和抑制高频噪声的 C3R1 低通滤波器馈送到微控制器内置的 ADC（引脚 5）的输入端。使用单片机内置的 2,56 V 电压源作为 ADC 的参考电压，在输入电压低于 10 V 时，DD2 单片机的 PBI 和 PB6 端口线（引脚 7 和 1）处于高电平。电阻状态。在这种情况下，ADC的输入分压器的分压比为4（分压器的上臂为R3和R6，下臂为R2），并且以百分之一伏的精度测量输入电压。

如果输入电压超过10V，使用PB1端口线，DD1微控制器将电阻R2与电阻R9并联，将输入分压系数增加到40。在这种情况下，测量上限将为999V当该极限电压变得小于10V时，DD1微控制器的PB2和PB6端口（引脚7和1）将切换到高电阻状态，并且输入分频器的分频系数将再次减小到4。如果输入电压达到100V以上，使用PB2口线，DD1单片机会另外并联一个电阻R2 R8，此时输入分压比会增加到400，上测量极限值为 999 V。当输入电压超过 999 V（过载）时，第一个和第二个（最右边）数字中将显示“- -”字符。

该器件还可以测量 G1 电池的电压，精度可达百分之一伏。为此，来自电阻分压器 R1R4 的与电池电压成比例的电压被馈送到 PB4 输入，该输入由软件配置为内置 ADC 的另一个输入。所有信息均显示在十位 LCD 指示器 HG1 上。左侧为电池电压，右侧为测量电压。

整数和十分之一伏的分离是通过空熟悉来进行的。由于单片机的输入输出端口数量有限，数据通过一根PB5线（引脚5）传输，采用脉冲时间编码（传输时间1大约比0大十倍，它们之间的停顿等于1）的持续时间。信号持续时间短，电容C3来不及充电，在暂停期间完全放电，因此，下降期间脉冲持续时间短，DAT数据线（4脚）为低电平。 HG1 指示器），LCD 控制器将其视为 0。脉冲持续时间较长，当脉冲下降时，电容器 C3 有时间充电至高电平，LCD 控制器将其记录为 1。

为了给设备供电，手机电池是合适的。电压为 4,2 V 时，电流消耗不超过 5 mA。 HL1 LED 不用作指示灯，而是用作 LCD 电源的电压调节器。当电源电压降至 3 V 时，电压表保持工作状态。

除电池G1、电源开关SA1、指示灯HG1和电阻R3外，大部分元件均安装在单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上，其示意图如图2所示。 XNUMX.

带自动量程选择的直流电压表
图。 2

该板安装在尺寸合适的塑料盒中。电阻R1-4、MLT、C2-23均采用进口氧化电容，电容C1、C3采用K10-17。 LCD 指示器 - Telesystems 制造的 KO-4V2（带控制器 W-1611-04）或 NT-1611。 LED、电源开关和手机电池可以是任何类型。

要建立该设备，您将需要一个示例性电压表。首先，它连接到电池，并通过选择电阻器 R4，指示器左侧的读数与示例电压表的读数相等。然后，该装置的“+”输入端连接到电容器C2的正极端子，并且通过选择电阻器R9，LCD指示器右侧的读数与参考电压表的读数相等。接下来，将此电压表连接到设备的输入端，从稳定电源向其施加约 30 V 的电压，并通过选择电阻，使 LCD 指示器右侧的读数再次与示例性电压表的读数。输入电压增加至 150 V，并通过选择电阻器 R8 再次均衡读数。

由于最大分压器电流不超过 1 mA（输入电压为 1000 V 时约为 0,6 mA），内部保护二极管可以很好地保护微控制器免受内置 ADC 输入端过载和异常电压的影响。

电压表微控制器的文本和程序代码

作者：Ozolin M.

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